2023-05-28-东南大学-面向新型电力系统的建筑元胞低碳友好互动技术研究_59页_17mb

面向新型电力系统的建筑元胞低碳友好互动技术研究总结

核心内容

本研究聚焦于新型电力系统背景下，建筑元胞的低碳友好互动技术，旨在通过楼宇能耗分析建模、参与电网友好互动、平台构建及验证、低碳建筑示范应用等手段，实现建筑与电力系统的高效协同，推动低碳转型。

主要观点

1. 政策背景：从“十一五”到“十四五”规划，中国逐步确立了从节能减排到碳达峰、碳中和的能源发展目标，强调了能源强度和碳排放的控制。
2. 技术核心：团队拥有国内首创的两大核心技术，即基于能源大数据的电网源流路径电气剖分技术和基于用户侧能碳因子的电力基因技术。
3. 楼宇建模：通过多元信息架构，对楼宇建筑、电气、环境、行为等数据进行建模，以实现对楼宇能耗的动态分析。
4. 参与电网友好互动：楼宇具备类似储能电池的蓄热特性，可作为可调负荷参与电力系统的调节，提升系统的灵活性和稳定性。
5. 平台构建：构建智慧楼宇用能管控平台，实现对楼宇能耗、碳排放、负荷响应等的全面监测和管理。
6. 示范应用：通过多个示范项目，如“零碳乡村”、“电动溧阳”、“高新区低碳园区”等，展示低碳建筑的实际应用效果。

关键信息

1. 研究背景

• 中国自“十一五”规划起，逐步确立了从节能减排到碳达峰、碳中和的政策目标。
• 电力系统面临诸多系统性问题，需把握“变”与“不变”的关系，以系统思维应对转型挑战。

2. 楼宇能耗分析建模

• 多元信息架构：楼宇数据包括建筑、电气、环境和行为特征，涵盖静态和动态属性。
• 热过程模型：基于热平衡公式，分析建筑内外扰对温度的影响。
• 数据-物理联合驱动：采用LSTM算法对关键参数进行修正，提升楼宇能耗响应潜力模型的准确性。

3. 参与电网友好互动

• 响应潜力模型：楼宇响应潜力包括容量、速率和概率模型，考虑可调负荷的容量、调节速率及设备用能的随机性。
• 响应潜力分析：响应潜力随响应时长增加而下降，最优响应时段和平均响应潜力是评估指标。
• 小微负荷辨识：区分可中断与不可中断负荷，提升楼宇的响应能力。

4. 平台构建及验证

• 智慧楼宇用能管控平台：涵盖计量、通信、应用等多个模块，支持多层级数据采集与分析。
• 通信技术：对比多种通信技术，选择适合楼宇用能管控的通信方案。
• 平台功能：支持需求响应、电力现货、辅助服务交易、能效碳效分析等多元服务，提升电力系统的灵活性和可靠性。

5. 低碳建筑示范应用

• 零碳乡村项目：在斑竹、方里等地实施，融合低碳能源、零碳文旅、交通、农业等元素。
• “电动溧阳”建设：推动交通工具、工程机械设备等领域的电动化，建设智慧充电桩、一体化充电站、虚拟电厂等。
• 高新区低碳园区：通过分布式能源监测、楼宇能碳排放分析，提供低能碳运行优化建议。
• 金源锻造低碳工厂：实现对生产过程中能碳数据的实时监测和管理，支持碳排放权交易。
• 南京农业大学智慧农业项目：集成智能配电房、智慧大棚、渔光互补微电网等系统，实现智慧低碳管控。
• 苏星农场智慧低碳大棚项目：通过农业低碳物联网，实现对农业环境、植物信息的精准监测与低碳控制。
• 溧阳市委党校智慧低碳楼宇项目：结合智慧楼宇能源管控技术，构建绿色校园管理体系。
• 永平中学智慧低碳校园项目：应用物联网、建筑能耗建模等技术，提升校园能源管理效率。

技术特点与创新点

技术特点

• 跨部门、跨层级、跨领域数据归集：整合多种数据源，实现全面分析。
• 源网荷协同的电碳追踪与评价：实现对楼宇用能碳排放的精准追踪、溯源与评价。
• 多源异构数据融合模型：构建电-能-碳融合数据模型，支持多维度分析。
• 人工智能调度决策方法：基于人工智能技术，实现低碳调度决策。

创新点

• 有功-无功耦合下的间接碳排分析：考虑电网中多种因素对碳排放的影响。
• 能碳映射特征挖掘：分析电力与其他能源之间的能碳关系。
• 多电压等级潮流碳流转换拓扑分析：研究不同电压等级间的碳流转换规律。
• 多电源经济-碳排-安全调度策略：探索多电源协同下的低碳调度方法。

应用与效果

• 平台验证：通过实际案例验证平台的准确性与实用性，提升楼宇用能管理效率。
• 示范应用：多个项目展示低碳建筑的实际效果，如“电动溧阳”、“零碳乡村”等。
• 数字孪生技术：实现对园区、楼宇等的多颗粒度电碳仿真，支持未来碳排放预测与优化。

未来展望

• 推动县域示范：建议支持以县域为单元，开展电动中国示范区建设，纳入国家试点。
• 推动新型电力系统发展：加强碳监测、追踪、评价与调控技术，提升电力系统的低碳水平。
• 推广低碳技术：通过示范项目，推动低碳技术在建筑、农业、交通等领域的广泛应用。